摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人民的環(huán)保意識逐漸增強，國家和地方都不斷制定出更加嚴格的環(huán)境污染物控制標準，使得環(huán)境監(jiān)測的任務日益繁重，要求越來越高，因此手工操作的傳統(tǒng)化學分析方法在速度和準確性等方面都漸漸適應不了形勢的發(fā)展，自動化已成為監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的大趨勢。
      一、在線分析儀器簡介
      目前絕大多數(shù)的自動在線分析儀器，仍是用電腦、程序控制各種電動泵、閥、氣泵，模擬人的各步操作進行分析的間歇式分析儀器，這類儀器的優(yōu)點是因其是模擬手工法，故和手工法分析的結(jié)果有較好的一致性。其缺點是結(jié)構(gòu)復雜、故障率高。國內(nèi)某環(huán)保儀器廠商的CODCr在線分析儀使用了TrustPLC CTSC-200系列高性能小型PLC代替單板機和工控機，大大降低了儀器控制系統(tǒng)故障率，并且使儀器具有極強的抗干擾性及抗雷電能力；使用工業(yè)觸摸屏代替按鍵開關(guān),使用戶界面更加友好,同時還克服了按鍵開關(guān)易接觸不良的缺陷。使得儀器的可靠性、抗干擾性更符合國際標準。該分析儀對自來水、江河湖泊水、工業(yè)污水以及水處理前高濃度廢水等進行直接測量。可廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測站、污水處理廠、自來水廠、排污監(jiān)控點、水質(zhì)分析室以及各級環(huán)境監(jiān)管機構(gòu)對水環(huán)境中COD的測量分析。 

      二、在線分析儀器工作原理
      化學需氧量 (Chemical Oxygen Demand，簡稱COD)，是指在強酸并加熱條件下，用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的mg／L來表示?；瘜W需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度，水中還原性物質(zhì)包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機物污染是很普遍的，因此化學需氧量也作為有機物相對含量的指標之一，但只能反映能被氧化的有機污染，不能反映多環(huán)芳烴、PCB，二惡英類等的污染狀況。化學耗氧量（COD）這個指標是為了了解水中的污染物將要消耗多少氧,是我國實施排放總量控制的指標之一。

      流動注射分析（flow injection analysis,簡稱FIA）是基于把一定體積的液體樣本通過閥切入到一個運動著的由適當液體組成的連續(xù)載流中，被注入的樣本形成了一個帶，并被載帶到一個檢測器中，樣本流過檢測器的流通池時，其吸光度、電極電位或其它物理特性連續(xù)地發(fā)生變化，并被記錄。典型的FIA儀是由以下幾部分組成（如下圖所示）：

      a)  泵：用于驅(qū)動載流通過細管。
      b)  采樣閥：可重現(xiàn)地將一定體積的樣本溶液注入載流。
      c)  微型反應器：樣本帶在其中分散并與載流中的組分反應，成為流通檢測器所響應的產(chǎn)物。
      d)  檢測器：檢測流體的吸光度、電極電位或其它物理特性并記錄。

      三、系統(tǒng)設(shè)計
      該COD在線自動監(jiān)測儀正是應用FIA原理工作的，系統(tǒng)圖如下:

      載流液從專用載流液瓶中被恒流泵吸入，經(jīng)泵加壓，進入單向閥（V3），然后進入注樣閥（V4）。 

      載流液→采樣環(huán)→恒溫反應器→冷卻箱→流通池→背壓管→廢液瓶
水樣→潛水泵→能差分離器→自動清洗LS環(huán)，并使水樣充滿LS環(huán)→噴射泵
水樣→潛水泵→自動留樣器→噴射泵
      CO-TRUST TrustPLC CTSC-200系列PLC具有運算速度快、測量穩(wěn)定、支持PPI通信等優(yōu)點，系統(tǒng)采用PPI協(xié)議用于HMI與PLC間進行數(shù)據(jù)交換，通信速度很快。 控制系統(tǒng)設(shè)備如下圖所示：

      四、總結(jié)
      該分析儀與傳統(tǒng)的COD測量儀器相比有如下特點：

      在線測量快速、精確可靠，高重現(xiàn)性，測量范圍寬，運行經(jīng)濟等。
      操作方便、簡單,易維護。
      具有完善的報警功能（如：液體泄漏、管路堵塞、超出量程、儀器內(nèi)部溫度過高、試劑用盡、高/低濃度、斷電等）